致密砂岩孔隙演化及其对含油饱和度的影响——以鄂尔多斯盆地甘泉地区三叠系延长组长6—长8段储层为例

致密砂岩储层的微观非均质性强,含油饱和度变化大。为了探究致密砂岩储层成岩过程中孔喉大小分布的变化及其对含油饱和度的影响,以鄂尔多斯盆地甘泉地区三叠系延长组长6—长8段致密砂岩储层为例,利用铸体薄片、扫描电镜、高压压汞等测试手段,定量计算了成岩作用对孔隙度的影响。在此基础上,以孔喉参数的统计模型为约束条件,建立了主要成藏期孔喉大小分布模型,利用积分方法计算出了主要成藏期的可动流体饱和度。甘泉地区长6—长8段致密砂岩储层在早成岩期—中成岩期受到强烈的压实作用,平均压实减孔率为81.85%,胶结作用进一步使孔隙度平均降低11.00%左右,溶蚀作用虽然增加了孔隙空间,但增幅较小,平均为4.38%;主要成藏期开始(128 Ma)和结束(111 Ma)对应的平均古孔隙度分别为13.82%和8.68%,大于最小流动孔喉半径(0.1μm)的孔喉体积占比低,可动流体饱和度为35.05%~93.27%。主要成藏期孔喉半径及可动流体饱和度偏低是含油饱和度低的原因之一。受储层自生黏土矿物对岩石润湿性的影响,现今含油饱和度值并未急剧降低。成藏时期孔喉大小分布模型计算油层可动流体饱和度为研究类似地区油气储层孔喉大小演化及其与含油饱和度的关系提供了一种可行的分析方法。

砂岩夹层储层分级评价及展布特征——以松辽盆地长岭凹陷大情字井地区青山口组一段为例

松辽盆地南部青山口组一段夹层型页岩油具有良好的勘探潜力,其夹层品质对含油性及产能影响大。然而,夹层物性呈现较强的非均质性,急需对夹层储层进行表征与描述,建立一套适合夹层储层的分级方案。通过场发射扫描电镜、高压压汞、核磁共振等实验对储层进行表征,基于压汞分形理论,建立适用于砂岩夹层的储层物性分级标准,结合测井资料对储层物性参数进行预测,进而刻画夹层优质储层平面展布。研究表明:根据源岩成熟度的差异,松辽盆地南部大情字井青一段可分为低熟区(R_(o)<1.0%,R_(o)为镜质体反射率)和中高熟源岩区(R_(o)>1.0%),夹层物性随烃源岩成熟度增大而变差。根据储层物性差异特征,分区块建立了夹层物性分级标准,将砂岩夹层分为Ⅰ—Ⅲ类和无效储层;由Ⅰ类储层到无效储层的大孔含量和中孔含量依次变少,储集空间由粒间孔、粒间溶蚀孔过渡至粒内溶蚀孔和晶间孔;压汞形态由弱平台型、缓直线型过渡至上凸状,储层含油性逐渐变差。优质夹层“甜点”主要沿着河口坝主体、水下分流河道等沉积微相分布,厚度自西南向东北方向减薄。研究成果为该区青山口组一段夹层型页岩油“甜点”优选提供重要支撑。

疏松砂岩油藏长期水驱高渗透通道形成机理研究

A油田疏松砂岩油藏由于长期水驱而呈现出高渗透通道发育的特征,而孔喉的大小和结构影响着堵剂的选择,因此,了解这些通道发育的特征对油田控水稳油具有重要意义。本文利用A油田提供的天然砂岩岩心设计了长期水驱实验,研究了在流体剪切应力长期作用下储层物性和孔喉微观结构的变化。结果表明,在长期水驱过程中,黏土矿物很容易发生运移,使得较小的孔喉逐渐消失,较大的孔喉进一步扩大,孔喉体积比变小,储层润湿性更多转变为水湿,进而导致油藏微观非均质性增强,储层物性改变,最终,注入水低效循环日趋严重,形成了高渗透通道。

聚合物相对分子质量与油藏储层适应性研究

本文针对矿场实际需求,从聚合物分子线团尺寸(Dh)测试和聚合物溶液岩心渗流特性实验入手,进行了聚合物溶液与大庆萨中开发区一二三类储层间适应性研究。结果表明,随聚合物相对分子质量增大、溶剂水矿化度减小和剪切强度降低,溶液中聚合物分子线团尺寸(Dh)增大,与之相匹配岩心孔喉尺寸增大。在聚合物溶液注入岩心过程中,若注入压力能够趋于稳定,表明该溶液中聚合物分子线团尺寸(Dh)与岩心孔喉尺寸间是匹配的。在考虑储层各小层厚度和非均质性条件下,与一类油层相适应聚合物相对分子质量应为2500×104以上,与二类油层相适应聚合物相对分子质量为1900×104~2500×104,与三类油层相适应聚合物相对分子质量为400×104~800×104。聚合物与油藏储层适应性受储层各小层厚度及其渗透率分布、聚合物相对分子质量、溶剂水矿化度和剪切强度等因素的影响,但'孔喉半径中值/分子线团尺寸Dh'范围在7~16之间。

多元逐步回归分析在评价孔隙结构对低渗透砂岩储层质量影响中的应用

以鄂尔多斯盆地姬塬地区长2油层组低渗透砂岩储层实际数据为例,利用多元逐步回归分析方法建立了孔隙结构对低渗透砂岩储层孔隙度、渗透率影响的多元回归模型。计算结果表明:孔隙度=18.578-2.897×排驱压力-0.376×结构系数(r=0.739),反映了排驱压力、结构系数是影响低渗透砂岩储层孔隙度的主要孔隙结构因素;ln(渗透率)=10.781+9.614×变异系数-0.341×结构系数-1.007×孔喉均值(φ)(r=0.973),反映了变异系数、结构系数、孔喉均值(φ)是影响低渗透砂岩储层渗透率的最主要孔隙结构因素。

鄂尔多斯盆地姬塬长2油层组低渗透砂岩孔隙结构对储层质量影响

微观孔隙结构是低渗透砂岩储层质量重要影响因素之一。通过铸体薄片、常规物性及高压压汞等分析表明,鄂尔多斯盆地姬塬地区长2油层组低渗透砂岩储层孔隙度、渗透率与最大孔喉半径、中值孔喉半径、分选系数、变异系数间具正相关关系,与孔喉半径均值(φ)、结构系数间具负相关关系,与非汞饱和孔喉体积、歪度间无明显相关关系。这些孔隙结构参数可简化为3个相对独立主因子:①有效半径因子;②无效半径因子;③弯曲度因子。

基于氮吸附和压汞数据确定致密储层孔径分布——以松辽盆地大安油田扶余油层为例

为实现对致密砂岩储层孔隙结构特征的整体分析,以松辽盆地大安油田扶余油层的致密砂岩样品为研究对象,利用先验概率比值合并的数学方法,将氮吸附和压汞法观察到的不同尺度的孔喉分布参数进行有效整合,实现从整体上对致密砂岩储层孔喉分布特征的准确把握,为客观合理进行致密储层综合研究与评价打下基础.研究结果表明,利用先验概率比值合并的数学方法,可有效地将氮吸附法和压汞法观察到的孔径范围进行整合;氮吸附法仅能测得小于63 nm的孔喉,压汞法仅能测得大于6.3 nm的孔喉.根据整合分析结果,由样品的整体孔喉分布特征可知,S87号样品的孔喉主要分布在25~400 nm,S105号样品的孔喉主要分布在10~400 nm;致密砂岩中,储层孔隙度相同时,渗透率越大,其大孔喉的含量越高.

中国页岩气形成机理、地质特征及资源潜力

以四川盆地为重点,介绍中国海相、海陆过渡相、陆相三大类型页岩形成的沉积环境、地球化学与储集层特征、含气量与远景资源量。中国海相页岩是一套高有机质丰度（TOC为1.0%-5.5%）、高—过成熟（Ro值为2.0%-5.0%）、富含页岩气（含气量1.17-6.02 m^3/t）、以陆棚相为主的沉积,主要分布在华南扬子地区古生界、华北地台古生界和塔里木盆地寒武系—奥陶系;海陆过渡相煤系炭质页岩有机质丰度高（TOC为2.6%～5.4%）、成熟度适中（Ro值为1.1%～2.5%）;中新生界陆相页岩有机质丰度高（TOC为0.5%～22.0%）、低熟—成熟（Ro值为0.6%～1.5%）。在对四川盆地下古生界页岩储集层研究中首次发现,寒武系和志留系海相页岩发育大量与北美地区相似的微米—纳米级孔隙。综合评价认为四川盆地发育的多套页岩气层系是勘探开发的现实领域,四川盆地中南部威远—长宁等地区的寒武系和志留系是页岩气勘探开发的核心区与层系,其特点是：热演化程度较高（Ro值为2.0%～4.0%）、孔隙度较高（3.0%～4.8%）,含气量较高（2.82～3.28 m^3/t）、脆性矿物含量较高（40%～80%）、埋深适中（1 500～4 500 m）,有利于开采。

车西洼陷低渗透储层孔隙结构特征及物性

根据岩心观察描述、铸体薄片、岩心分析化验等资料,研究了车西洼陷沙四上亚段低渗透储层孔隙结构特征,探讨了影响低渗透储层物性的主要因素。研究结果表明研究区沙四上亚段储层岩性以细砂岩和粉砂岩为主,平均孔隙度为14.3%,平均渗透率为13.2×10-3μm2,以低渗透砂岩储层为特征,储集空间以粒间溶孔、粒内溶孔和微裂缝为主,储层孔喉半径一般小于6μm。当孔喉半径小于0.24μm,渗透率小于0.4×10-3μm2,排替压力大于1 MPa时,储层含油气性变差。影响沙四上亚段储层物性的主要因素包括孔喉半径、沉积物颗粒大小、溶蚀孔隙和微裂缝的发育情况,以及泥质质量分数和碳酸盐岩质量分数。孔喉半径大的储层沉积物颗粒相对较粗,储层物性相对较好。溶蚀孔隙主要发育在2 000～2 600 m和3 000～3 700 m,溶蚀孔隙的发育能有效改善储层物性。微裂缝主要发育在断裂带附近,可提高储层渗透率5.4～220.1倍。泥质质量分数和碳酸盐岩质量分数的增加使孔隙度减少3%～5%。

安棚深层系致密砂岩孔隙结构与渗透性关系的核磁共振试验研究

安棚深层系砂岩储层为特低孔特低渗透储层,发育微纳米级孔喉,储层物性规律性差,流体渗流特征复杂,储层定位和评价难度大。对目标层系砂岩进行饱和水核磁共振测量,并将T_2谱与其压汞曲线对比分析,应用最小二乘法拟合得出T_2弛豫时间与孔喉半径的转换参数,求得目标层系的岩心核磁孔喉分布及核磁孔喉参数,并结合核磁T_2分布与分形理论,计算了核磁孔喉分形维数,分析了各孔喉参数与渗透率的关系。结果表明,目标层系的孔喉分布呈双峰特征,相比压汞孔喉分布,核磁共振测量能获取更全面的孔喉信息;渗透率大于1×10^(-3)μm^2时孔喉半径主要分布在0.1~10μm的范围内,渗透率小于1×10^(-3)μm^2时孔喉半径主要分布在0.001~0.1μm的范围内;核磁T_2分布在一定的T_2区间内表现出分形特征;分形维数、核磁主流喉道半径、平均孔喉半径及中值半径均与储层的渗透率呈幂函数关系。

干法毛管压力试验新技术及其在判别储层水饱和度中的应用

根据毛细管压力理论研制的ＹＢ－１型岩石水饱和度仪，广泛应用于油气勘探开发中测定储集岩石的含水饱和度，测定误差小于５％，该方法为不受取心条件、样品大小、物性和岩性限制快速的新方法。

低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数研究

方法 在分析正态分布法、指数分布法、X2 (n)分布法及矩法确定低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数适用性基础上 ,研究了用矩法确定的低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数以及孔隙结构复合特征参数对水驱油效率的影响。目的 探讨确定低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数的有效方法 ,提高低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数在油田开发中的应用。结果 正态分布法、指数分布法及X2 (n)分布法不能确定低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数 ;可以用矩法确定低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数 ,其复合特征参数与水驱油效率有明显的正相关性。结论 由矩法确定的孔隙结构复合特征参数能有效地综合描述低渗透砂岩储层岩石孔隙结构的复杂性 ,还可以预测低渗透砂岩储层水驱油效率。

含油气致密储层纳米级孔喉特征及意义

从毫-微米级孔喉圈闭油气,向微-纳米级孔喉连续型油气延伸,是油气储层地质研究的趋势,加强对非常规油气储层微观表征研究意义重大.应用场发射扫描电镜和纳米计算机断层扫描重构等先进技术,在含油气致密泥页岩、砂岩和灰岩储层中发现孔径小于1μm的纳米级孔喉系统普遍发育.研究发现,在非常规源储共生层系油气储层内,纳米级孔喉是储集空间的主体,占储集空间总体积的70%~80%,微米到毫米级孔隙、裂缝等储集空间仅局部发育.非常规油气致密储层主体孔径为20~500 nm,其中页岩气储层孔径为5~200 nm,页岩油储层孔径为30~400 nm,致密灰岩油储层孔径为40~500 nm,致密砂岩油储层孔径为50~900 nm,致密砂岩气储层孔径为40~700 nm.油气水在纳米级孔喉系统中,渗流能力差,油气被滞留吸附,在源储共生层系中大面积连续分布,泥页岩烃源层中可能滞留了占总生烃量30%~40%的油气资源,近源致密砂岩、灰岩等储层中可能聚集了20%~30%的油气资源,纳米级孔喉储集空间中很可能聚集了超乎想象的巨量油气资源.非常规致密储层中纳米级孔喉系统的发现,改变了对油气储层微观孔隙空间的传统认识,对认识非常规源储共生层系油气连续聚集的地质特征,拓展资源潜力有重要战略价值.

联合核磁共振和恒速压汞方法测定致密砂岩孔喉结构

对5块致密砂岩样品进行恒速压汞、核磁共振及微米CT测试实验,对实验结果进行综合对比,分析恒速压汞刻画孔隙分布及孔喉比参数的局限性,提出联合核磁共振和恒速压汞测定致密砂岩孔喉结构的方法。恒速压汞准全孔隙分布的左峰（反映喉道）与核磁共振基本一致,右峰（反映孔隙）与核磁共振具有相似的体积比例和不同的分布范围;恒速压汞采用等效球体半径计算孔隙体大小,计算值明显大于实际孔隙的最大内切半径;核磁共振利用孔体积和表面积之比推算孔隙半径,计算值接近最大内切半径。从核磁共振全孔隙分布中去掉恒速压汞喉道分布的贡献,可得到全孔径范围内的孔隙体分布,在此基础上,结合恒速压汞的喉道分布可全面评价孔隙和喉道的连通关系。恒速压汞计算孔隙和喉道半径的方法不同,其推算的孔喉比均值多大于100.0,而联合核磁共振推算的孔喉比均值分布在7.5-64.0。恒速压汞联合核磁共振是全面认识致密砂岩孔隙和喉道大小分布的有效方法。

中国非常规油气勘探与研究新进展

全球油气勘探目标的转移和石油地质学的发展,具有从毫-微米孔喉的圈闭油气,逐渐向纳米孔喉的连续型油气聚集发展的趋势。近十年非常规油气资源在全球能源格局中的地位愈发重要,致密气、煤层气、重油、沥青砂等已成为勘探开发的重点领域,致密油成为亮点领域,页岩气成为热点领域。中国致密气、页岩气、致密油、煤层气等非常规油气资源勘探开发取得重要突破,油页岩、天然气水合物、油砂矿等有重要进展。中国非常规油气研究也取得重大进展,陆相敞流湖盆大型浅水三角洲砂体、湖盆中心砂质碎屑流沉积和湖相碳酸盐岩等,提供了湖盆中心储集体形成和分布的理论依据;创新发展了连续型油气聚集理念,明晰了连续型油气聚集的10个基本地质特征和2项关键标志,为大面积非常规油气规模勘探开发奠定了理论基础;系统表征了致密油气储层的纳米级微观孔喉结构,首次发现了纳米孔喉中油气的赋存,推动了纳米孔喉中油气流动机制和分布规律的研究。随着全球石油工业和纳米等技术的快速发展,提出了"纳米油气"概念,并指出这是未来石油工业的发展方向,需要发展纳米油气透视观测镜、纳米油气驱替剂、纳米油气开采机器人等换代技术,油气智能化时代即将到来。

陇东地区长7致密油储层微观孔喉结构特征

对11块不同渗透率级别的致密油岩心进行了恒速压汞测试,定量对比分析了孔喉特征参数的差异程度,明确了制约储层品质的关键因素。研究表明:不同渗透率级别样品微观孔喉特征的差异主要体现在喉道参数上,样品渗透率越小,小喉道所占比例越高,对渗透率起主要贡献的喉道所占比例越少,孔喉比差异增大;主流喉道半径与渗透率之间表现出良好的相关性:渗透率较小时,主流喉道的较小波动会引起渗透率的明显变化;孔隙、喉道和总进汞量主要受渗透率影响,喉道进汞量受渗透率的影响更大。致密油储层物性(尤其是渗透率)受喉道参数(尤其是主流喉道)的控制,喉道半径大小制约致密油储层品质,影响开发效果。

致密油藏孔喉分布特征对渗吸驱油规律的影响

自发渗吸是致密油藏中一种重要开发机理,构建准确的渗吸驱油数学模型对明确致密油藏渗吸驱油规律具有重要意义。基于毛管束模型,考虑束缚水和残余油饱和度,利用二维高斯分布函数拟合从高压压汞测量得到的致密砂岩孔喉分布,构建岩心尺度致密砂岩基质渗吸驱油数学模型,并通过致密砂岩渗吸实验对数学模型进行验证,开展渗吸规律影响因素分析,明确孔喉分布、润湿角、界面张力等因素对渗吸驱油速率的影响。结果表明,致密砂岩微纳米孔喉分布在半对数图中呈二维高斯分布特征;在自发渗吸初期,渗吸驱油速率主要取决于大孔分布特征,岩心渗透率越高,渗吸驱油速率越大;在自发渗吸中后期,渗吸驱油速率主要受纳米孔喉分布影响;渗吸驱油速率随润湿角降低、油水界面张力增大、原油黏度降低而增大。明确致密储层孔喉分布特征能够准确预测致密油藏渗吸驱油速率,对致密油藏开采制度的确定具有一定的指导作用。

陕甘宁盆地中部气田奥陶系碳酸盐岩储层孔喉大小与孔隙度和渗透率间的关系

本文根据现有的压汞测试样品，利用多元回归分析，建立了陕甘宁盆地中部气田奥陶系同层段的不同进汞饱和度时的孔喉大小与孔隙度和渗透率间的经验公式．这种方法有可能利用常规岩心分析数据推测样品的毛管压力曲线和孔喉大小及分布．

造缝产烃还是改质造烃?——论含油气源岩层系的储集层属性和烃源岩属性

源岩层系油气已成为世界油气工业体系中举足轻重的重点领域,未来发展潜力很大。本文通过深入解读含油气源岩层系的地质形成条件,发现储集层属性和烃源岩属性在根本上决定了源岩层系油气成功开发的技术路径。储集层属性是指储集层储存和渗滤油气的物理性质及其相互关系,地史时期微—纳米级孔-喉-缝系统充注和聚集了大面积连续型油气资源,人工压裂形成缝网系统突破了致密储层的连通属性短板,成功开发了规模油气资源,突破流动属性短板可能是另一个发展方向。烃源岩属性是指烃源岩滞留、转化和排出油气的物理化学性质及其相互关系,包括已转化的滞留油气和未转化的残留有机质,滞留及潜在烃类资源规模巨大,地下人工加热等方式理论上可突破烃源岩的有机质数量和成熟度属性短板,可能是实现成功开发的有效路径。储集层属性和烃源岩属性是实现源岩层系油气规模发展的内在潜质基础,公共属性参数是外部环境基础。造缝产烃还是改质造烃?前提是准确研判优选何种内在属性参数,基础是系统整合优化所有外在属性参数,推动实现源岩层系油气商业化可持续发展,未来中低熟富有机质页岩及油页岩、中高熟富气态烃页岩层系、低变质程度富油煤岩、深层可气化煤炭等是值得期待的战略发展领域。

针对易漏砂岩地层防井漏材料粒径优化设计

为解决易漏失砂岩地层频发的井漏问题,采用巴西劈裂试验研究方法,测试不同粒径组合方式下防井漏材料对于井壁抗拉强度的强化效果。通过对比岩样孔喉尺寸和钻井液中防井漏材料的颗粒粒径,分析砂岩经不同粒径防井漏材料钻井液处理后的岩样抗拉强度测试结果,得到以下结论:相较于水润岩样的抗拉强度,防井漏材料明显起到强化井壁的效果,从而提高地层承压能力;未经粒径优化设计的防井漏材料有可能无法强化井壁,从而造成井漏问题无法缓解和钻井材料资源浪费等问题;钻井液中防井漏材料颗粒粒径范围越广,井壁强化效果越明显;若要达到最佳防井漏效果,使得地层承压能力最高,建议钻井液在进行防井漏材料粒径组合优化设计时,应考虑将防井漏材料的平均颗粒粒径约等于岩样平均孔喉尺寸。研究结果可为维持易漏失砂岩地层的井壁稳定、缩短非生产时间和安全高效钻井提供参考。